„Naukowcy powiedzieli im, że nie”. Ale i tak to zrobili.”
Tak można opisać nowy rozdział misji Hayabusa2. Tego nie było w pierwotnym planie. To nie było bezpieczne. Był to najprawdopodobniej najbardziej lekkomyślny pomysł, na jaki kiedykolwiek wpadli inżynierowie i naukowcy JAXA. A mimo to okazała się genialna.
Rankiem 5 lipca (czasu japońskiego) starzejący się statek kosmiczny przeleciał obok bliskiej Ziemi asteroidy Toriine. Wyniki otrzymano 6 lipca i przedstawiły dwa szokujące odkrycia, które nie mieściły się w tabelach oceny ryzyka. Toriine to nie tylko blok kamienia. Jest to kontaktowy układ podwójny – para kawałków materii utrzymywanych razem przez grawitację. Zdjęcia okazały się ogromne. Jasne. Znacznie jaśniejszy i bardziej szczegółowy, niż zespół misji mógł oczekiwać od tak starego i szybko poruszającego się pojazdu.
„Nie mieliśmy pojęcia, że będzie to kontaktowy układ podwójny” – powiedział Makoto Yoshikawa, były dyrektor misji Hayabusa2 podczas prezentacji w Polsce 10 lipca. „Początkowo nie sądziliśmy, że uda nam się wykonać zdjęcia z tak bliskiej odległości… Jednak zdjęcie okazało się znacznie większe, niż się spodziewaliśmy”.
To jest nagroda. Wynik miesięcy kontrowersji, nocnych debat i jednej konkretnej propozycji złożonej w ostatniej chwili, która załamała połowę obecnych. Lot ten doprowadził Hayabusa2 do granic możliwości projektowych. To było niebezpieczne. To było bezprecedensowe.
Jak JAXA postanowiła zignorować ekspertów
Połóżmy wszystko na swoim miejscu. Hayabusa2 została wystrzelona w 2014 roku. Spotkała się z asteroidą Ryugu, pobrała próbki gleby i dostarczyła je na Ziemię w 2022 roku. Misja zakończyła się sukcesem. Absolutnie. Główne zadania zostały wykonane. I tak JAXA przyznała jej „dodatkowy kredyt”. Zadanie poboczne.
Plan był taki: przelecieć obok asteroidy 1998 KY25 w celu zapoznania się i spotkać w 2031 roku ze znacznie mniejszym obiektem 1998 KY11 w celu pełnego zadokowania.
Standardowa procedura lotu wokół asteroidy zakłada zachowanie bezpiecznej odległości. Zachowujesz dystans. Zwykle około 100 kilometrów. To grzeczny dystans. Pozwala kamerom stworzyć mapę o przyzwoitym kształcie bez narażania wielodolarowego sprzętu na kawałku kosmicznego śmiecia, który może zawierać ukryte niebezpieczeństwa.
Yoshikawa zauważył, że w przypadku większości misji regułą jest 100 kilometrów. Ale dla Hayabusy2 było to za daleko. Obrazy okazałyby się niewyraźnymi plamami. Bezużyteczne do szczegółowych badań. Inżynierowie zaproponowali alternatywę: 10 kilometrów. Zespół naukowy zgodził się. 10 kilometrów. Trochę ciasno, ale nadal bezpiecznie.
Ruszyli dalej. Inżynierowie potwierdzili, że do centrum Toriine mogą zbliżyć się na odległość 1 kilometra. Naukowcy byli zachwyceni. Wreszcie zdjęcia, które faktycznie można przestudiować.
Ale tutaj nastąpił zwrot akcji. Trzydzieści dni przed spotkaniem Yuya Mimasu, lider zespołu rozszerzonej misji, zaproponował coś odważnego. Chciał zbliżyć się do 800 metrów. Pół mili od wirującej góry, bez grawitacji, pośrodku niczego.
Sala eksplodowała. Niektórzy naukowcy kategorycznie stwierdzili: „Nie. To zbyt niebezpieczne.” Wybuchła gorąca dyskusja. Wybierasz pomiędzy zdobyciem danych a zniszczeniem działającego statku kosmicznego.
Ryzyko związane z badaniem nieznanej asteroidy
Po co ryzykować? Ponieważ nieznane zmienne niszczą misje. Dokładne wymiary Toriine nie zostały ustalone. Obserwacje naziemne wykazały najgorszy scenariusz: obiekt o wymiarach 1400 na 400 metrów. Lot na odległość 800 metrów oznaczał, że znaleźliśmy się w kącie bufora bezpieczeństwa.
Optyka urządzenia była już uszkodzona. Lata kurzu unoszącego się po lądowaniu na Ryugu nieco to przyćmiły. Nawigacja musiała być idealna.
„Analiza końcowej nawigacji wykazała, że błąd celowania wyniósł około 200 metrów” – powiedział Yoshikawa. „To pozostawiło niewiele miejsca na błędy”. Ale podjęli ryzyko. Dlaczego?”
Ponieważ oprogramowanie zostało zaktualizowane. Była to nowa technologia w przypadku tej szczególnej operacji manewrowej z dużą prędkością. Hayabusa2 korzystał z naprowadzania naziemnego przez trzy godziny przed podejściem, a następnie przełączył się na przetwarzanie w powietrzu. „Opracowaliśmy do tego specjalne oprogramowanie” – wspomina Yoshikawa. „I zadziałało.”
Optyczna kamera nawigacyjna wykonała wspaniałe zdjęcia dwóch płatów Toriine. Ale główną wartością są tutaj nie tylko zdjęcia. Udowadniają, że możemy wiele osiągnąć, jeśli naprawdę się staramy.
Czego dowiedzieliśmy się, zbliżając się do Toriine
Więcej niż jeden instrument zyskał sławę. Wszystkie cztery apartamenty naukowe Hayabusa2 są w pełni obsadzone. Kamera termowizyjna (TIR) zarejestrowała dziewięć sekund sygnatur cieplnych tuż przed najbliższym przelotem. Te dane termiczne niezależnie potwierdziły teorię binarną kontaktu. Nie możesz zobaczyć takiego rozkładu ciepła, jeśli przed tobą znajduje się ciało.
Spektrometr bliskiej podczerwieni (NIRS3) zebrał dane chemiczne. Kamera laserowa (LIDAR)? Zapewniło to coś niezwykle rzadkiego w historii: udany pomiar lidarowy podczas aktywnego, szybkiego przelotu obok asteroidy. Do tej pory nikt nie był pewien, czy dalmierz laserowy sprawdza się w tak nieprzyjaznych warunkach. To działa.
Ale jest pewien haczyk. Bezpośredni transfer danych jest teraz minimalny. Na Ziemię wróciło tylko krytyczne minimum – 25 megabajtów pilnych informacji. Odpoczynek? Całkowita objętość około 300 megabajtów. Dane czekają na swoją kolej w pamięci urządzenia. Dlaczego opóźnienie? Urządzenie musiało opuścić strefę niebezpieczną. 9 lipca ponownie odpalono silnik jonowy Hayabusa2. Obecnie zbliża się do dwóch manewrów wspomaganych grawitacją w pobliżu Ziemi, które odbędą się pod koniec 2027 i na początku 2028 roku.
Będzie uruchamiał silniki jonowe przez cztery miesiące, zanim wyśle większość skarbu na Ziemię. Miesiące czekania. Pytanie: Czy dane przetrwały w ciemnościach głębokiego kosmosu?
Ale jest szerszy obraz. Wykracza poza kolejne fajne zdjęcie. Yoshikawa postrzega tę misję jako próbę generalną przed czymś poważniejszym. Rewers, strona ochronna.
„Ten przelot służy jako demonstracja koncepcji szybkiego rozpoznania w obronie planetarnej” – wyjaśnił Yoshikawa na konferencji. To dowód na to, że w ułamku sekundy jesteśmy w stanie scharakteryzować niebezpieczny, nieznany obiekt.
Być może nie wiemy, na co patrzymy. Możemy nie mieć czasu. Ale dzięki temu ryzykownemu krokowi wiemy, jak szybko uchwycić przedmiot, przestudiować go i wyciągnąć z niego naukę. Nie ma czasu na świecie na bezpieczne loty na odległość 100 kilometrów, gdy prosto na Ciebie leci kamień. Czasami trzeba polecieć blisko ognia.
Zatem kiedy nadejdzie następna sytuacja kryzysowa, a nadejdzie, pozostaniemy w bezpiecznej odległości i mamy nadzieję, że wszystko będzie dobrze? Czy też, tak jak JAXA w przypadku Toriine, zdecydujemy się bardzo jasno spojrzeć na sytuację?
Wybór został dokonany. Lecimy blisko. Musimy tylko poczekać na pliki.
